發(fā)布時間：2023-03-17 18:00:31
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的物聯(lián)網(wǎng)工程論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高職院校；人才培養(yǎng)；思路
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“the Internet of things”，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術充分運用在各行各業(yè)之中，即把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。物聯(lián)網(wǎng)技術將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。
1 高職院校物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)之路
科技發(fā)展，人才是基石，物聯(lián)網(wǎng)這個信息化社會發(fā)展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創(chuàng)造和服務。2010年年初，教育部下達了高校設置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報通知，眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感網(wǎng)技術和智能電網(wǎng)三個物聯(lián)網(wǎng)相關的專業(yè)。全國物聯(lián)網(wǎng)相關人才缺口量在18萬以上，所以物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感信息工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)前景廣闊。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人才需求分析
按照圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)三層體系結構，可以將感知、傳輸、應用按物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)分為感知產品制造業(yè)、傳輸產品制造業(yè)、應用產品制造業(yè)和系統(tǒng)集成四大類。
對應的具體企業(yè)大致有如下四個子產業(yè)：一是傳感器與RFID 的生產制造與測試；二是傳感器節(jié)點與嵌入式軟硬件無線網(wǎng)關設計、生產與測試；三是物聯(lián)網(wǎng)應用軟件設計與測試；四是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡服務。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結構
支撐企業(yè)的崗位需求大致有以下五類：
（1）集成電路制造業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位；
（2）電子產品制造業(yè)，包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護；
（3）網(wǎng)絡通信產品的生產和服務，包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有線網(wǎng)絡通信服務、GPS或北斗衛(wèi)星通信服務；
（4）數(shù)據(jù)庫/中間件服務業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作；
（5）軟件服務外包業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)傳輸層通信軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用層軟件開發(fā)等。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對高職院畢業(yè)生的要求
根據(jù)無錫職業(yè)技術學院周志德教授的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)調研分析數(shù)據(jù)可以看出，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群建設
物聯(lián)網(wǎng)技術不是一個全新的技術，它是計算機、通信和網(wǎng)絡技術的綜合體。所以物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)也不是一種專業(yè)技術所能覆蓋，而必定是一個專業(yè)群才能支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術是現(xiàn)有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業(yè)的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業(yè)技術學院物聯(lián)網(wǎng)學院的專業(yè)建設和機構設置，覺得很有創(chuàng)新價值和指導意義。表2所列是無錫職業(yè)技術學院的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并，從而實現(xiàn)了教師、實驗實訓室的共享，打破了教師資源、硬件資源的分割，解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業(yè)。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養(yǎng)模型
高職辦學的生命就是職業(yè)技能教育，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術人才就是要培養(yǎng)為物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和行業(yè)服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養(yǎng)需要進行大量的項目實踐鍛煉，所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路，必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯(lián)網(wǎng)市場需求為導向，因此，實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面：
（1）物聯(lián)網(wǎng)設備安裝、調試、維護，工程項目施工管理；
（2）傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理；
（3）嵌入式應用網(wǎng)關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理；
（4）物聯(lián)網(wǎng)應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數(shù)據(jù)庫管理；
（5）智能樓宇弱電項目施工管理，弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以，開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓?；A模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合布線實訓、傳感節(jié)點實訓、數(shù)據(jù)通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實訓、物聯(lián)網(wǎng)項目規(guī)劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業(yè)技能打下良好的動手基礎，并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環(huán)境或者研發(fā)企業(yè)環(huán)境，從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃，協(xié)調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協(xié)調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發(fā)、應用層開發(fā)等。最后，項目所有成員進行統(tǒng)調測試，編寫項目技術要求書、需求規(guī)格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上，最好是企業(yè)能夠向學生提供實習崗位，提供企業(yè)中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業(yè)論文或設計，教師參與企業(yè)的科技攻關項目等。這樣，教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發(fā)，服務于企業(yè)；學生通過實習、實踐項目，完成畢業(yè)論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作，使物聯(lián)網(wǎng)這樣的朝陽產業(yè)在人才培養(yǎng)上不斷檔、不斷層，最終學校和企業(yè)都能夠良性互動，可持續(xù)發(fā)展。
參 考 文 獻
[1]鄭小發(fā). 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中高職院校教學課程實驗體系研究[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術， 2012，2（2）： 83-85.
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[3]程遠東 . 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢與高職院校人才培養(yǎng)思考[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術， 2012，1（2）： 47-49.
一 物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)培養(yǎng)目標
物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)秉承厚基礎、重實踐、求創(chuàng)新的育人理念，在堅持全面發(fā)展的同時兼顧個性發(fā)展，培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，掌握物聯(lián)網(wǎng)應用技術的基本理論知識和基本技能，接受校企合作實踐項目訓練，具備一定的物聯(lián)網(wǎng)綜合應用能力，能在物聯(lián)網(wǎng)技術應用的相關行業(yè)和領域中從事物聯(lián)網(wǎng)應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業(yè)，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術與物流企業(yè)進行產業(yè)對接時，所急需的掌握智能物流等相關專業(yè)知識的高級專門技術人才。
二 物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)人才素質和能力要求
物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)畢業(yè)生可在各行業(yè)、企業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)集成、測試、銷售及物聯(lián)網(wǎng)產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一，思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀；踐行社會主義榮辱觀；具有愛國主義精神；具有責任心和社會責任感；具有法律意識。
第二，文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備；具有不斷更新知識和自我完善的能力；具有持續(xù)學習和終身學習的能力；具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力；具有一定的人文和藝術修養(yǎng)；具有良好的人際溝通能力。
第三，專業(yè)素質。了解物流企業(yè)基本的運營知識，掌握從事物聯(lián)網(wǎng)產品集成、物聯(lián)網(wǎng)平臺運營、物聯(lián)網(wǎng)技術支持、物聯(lián)網(wǎng)產品營銷與策劃等工作所必需的專業(yè)知識；具有一定的工程意識和效益意識；具有一定的市場營銷能力。
第四，職業(yè)素質。具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)操守；具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五，身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質；擁有積極的人生態(tài)度和良好的心理調節(jié)能力。
2.能力要求
第一，職業(yè)基礎能力。良好的溝通表達能力；無線網(wǎng)絡基礎知識應用和常見故障的處理能力；單片機基本知識的理解能力；數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)的基本操作能力；基本的程序設計能力；基本的市場營銷和策劃能力；常用辦公軟件、工具軟件的使用能力，利用Office進行項目開發(fā)文檔的整理（Word）、報告的演示（PPT）、表格的繪制與數(shù)據(jù)的處理（Excel）的能力，利用Visio繪制流程圖的能力；閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力；閱讀本專業(yè)相關英語技術文獻、資料的能力；熟練查閱各種資料，并加以整理、分析與處理，進行文檔管理的能力；通過系統(tǒng)幫助、網(wǎng)絡搜索、專業(yè)書籍等途徑獲取本專業(yè)幫助的能力。
第二，專業(yè)核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力；ZigBee、WiFi、藍牙等無線網(wǎng)絡的配置與維護能力；物聯(lián)網(wǎng)應用層開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)平臺的運營能力；智能物流平臺設計與維護能力；智能設備平臺的認知與維護能力；物聯(lián)網(wǎng)-ERP集成技術應用能力。
第三，其他能力。分析問題與解決問題的能力；應用知識能力；創(chuàng)新能力；工程實踐能力；人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力；組織管理能力。
三 物聯(lián)網(wǎng)課程體系構建
為了強化物聯(lián)網(wǎng)基礎教育，突出物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)，對應用技術型專業(yè)培養(yǎng)模式進行改革和調整，將課程體系分為公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課和實踐教學課等4個階段，如下圖所示。通過改革和優(yōu)化培養(yǎng)方案，強化物聯(lián)網(wǎng)理論教學、網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)工程實驗教學以及特色網(wǎng)絡課教學，建立了適應物聯(lián)網(wǎng)時代技術發(fā)展的整套課程體系。課程設置以能力為本位，依據(jù)課程間的關聯(lián)循序漸進地培養(yǎng)職業(yè)能力。
1.主要課程設置
第一，公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業(yè)學生必修的課程，課程體系將公共基礎課程劃分為三類，其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養(yǎng)等課程；公共基礎類課程包括計算數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、信息技術基礎等課程；職業(yè)教育類課程包括入學教育、職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)道德等。
第二，專業(yè)基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡基礎等課程。
第三，專業(yè)核心課程。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三個層次（感知層、傳輸層、應用層），本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術、網(wǎng)絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業(yè)ERP技術應用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成等課程。
第四，實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業(yè)實驗為：行業(yè)認知實踐、職業(yè)規(guī)劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數(shù)據(jù)庫設計實驗、無線傳感器網(wǎng)絡設計實驗、RFID系統(tǒng)設計實驗、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯(lián)網(wǎng)綜合應用設計與實現(xiàn)、畢業(yè)實踐和畢業(yè)設計等。
2.主要實踐性教學環(huán)節(jié)
第一，行業(yè)認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業(yè)認知實踐。學生通過聽取物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展報告，了解行業(yè)背景和發(fā)展狀況；通過走訪考察物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，了解崗位職業(yè)需求以及崗位技能與素質要求；通過專業(yè)教師對本專業(yè)課程體系的介紹，明確學習目標及就業(yè)取向，增強學生對專業(yè)的認同感和使命感。學生參加行業(yè)認知實踐必須做好相應的記錄，寫出相應的實踐報告，報告應包括行業(yè)認知、自我評估和職業(yè)定位等。
第三，職業(yè)規(guī)劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業(yè)規(guī)劃實踐。人才測評專家將學生的職業(yè)發(fā)展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業(yè)素質綜合評分、專業(yè)課成績、基礎課成績等原始數(shù)據(jù)與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配，給出職業(yè)素質評分報告和職業(yè)生涯規(guī)劃建議，學生根據(jù)評分報告和建議完成職業(yè)規(guī)劃報告。
四 物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一，程序設計實踐。在第1學期的教學周內，單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐，學生能更進一步理解C語言程序設計方法，在編程實現(xiàn)時要保持良好的程序設計風格，對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據(jù)程序設計實踐完成情況進行考核，并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二，數(shù)據(jù)結構實踐。在第2學期的教學周內，單獨利用一周時間開設數(shù)據(jù)結構實踐。要求學生利用掌握的數(shù)據(jù)結構知識，對各種典型的算法問題進行編程、調試，并分析其時間復雜度與空間復雜度，理解設計選型對軟件性能的重要性，撰寫設計報告。
第三，電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內，單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識，針對具體的實際問題或任務，全面地分析和設計出解決該問題的實施方案，最后完成電路的制作和測試。根據(jù)學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四，設計實踐。基于Web的數(shù)據(jù)庫設計實踐，在第4學期的教學周內，單獨利用一周時間開設基于Web的數(shù)據(jù)庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫編程，掌握利用.Net平臺進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計能力。根據(jù)學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五，無線傳感器網(wǎng)絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網(wǎng)絡設計實踐。要求學生運用所學知識，結合C51RF-WSN平臺，選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網(wǎng)絡解決方案。根據(jù)學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統(tǒng)設計實踐
第一，RFID系統(tǒng)設計實踐。在第5學期的教學周內，單獨利用一周時間開設RFID系統(tǒng)設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現(xiàn)短距離通信，設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器，完成設計報告。根據(jù)學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二，小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設計與實現(xiàn)。在第6學期的教學周內，單獨利用一周時間開設小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協(xié)議，將無線傳感器網(wǎng)絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯(lián)網(wǎng)并實現(xiàn)相關應用，完成設計報告。根據(jù)學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業(yè)實踐與畢業(yè)設計
第一，畢業(yè)實踐。第5～6學期安排18周的畢業(yè)實踐。實踐的形式包括企業(yè)考察與調研、參與短期項目開發(fā)、到企業(yè)進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后，寫出實踐報告或總結，指導教師根據(jù)學生實習情況對實踐進行評定。
第二，畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環(huán)節(jié)。學生畢業(yè)設計題目可以源于教師科研項目、物聯(lián)網(wǎng)公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統(tǒng)設計、論文撰寫、論文答辯等環(huán)節(jié)。
物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)是面向國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展需要而設置的新專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)學生是物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)人才的重要來源，核心能力對他們整個職業(yè)生涯來說起著至關重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生核心能力的培養(yǎng)必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程，貫穿于教育教學的全過程，最終培養(yǎng)和訓練學生的職業(yè)核心能力。物聯(lián)網(wǎng)課程從根本上強化了網(wǎng)絡教學的先進性和實踐性，為培養(yǎng)具有網(wǎng)絡應用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
[1]馬忠梅、孫娟、李奇.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2011（10）
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1 云計算概述
云計算誕生于二零零六年，二零零八年云計算得到大面積推廣，云計算的誕生立即引起全球信息行業(yè)的廣泛關注，云計算的出現(xiàn)給IT行業(yè)發(fā)展帶來了新的改革浪潮，云計算的特征是：按需服務、共享資源、按需付費、網(wǎng)絡面廣。云計算作為二十一世紀新興的技術，徹底改變了傳統(tǒng)軟件工程。云計算現(xiàn)如今已經被應用到了各個領域。云計算的核心技術有海量數(shù)據(jù)存儲與計算、虛擬化技術、分布式存儲技術、并行編程模式技術。云計算實現(xiàn)了將龐大數(shù)據(jù)拆分成若干子程序進行分布處理，處理后發(fā)送給服務器群計算，最后將分析處理結果統(tǒng)一融合后回傳給用戶。狹義上來說云計算是通過計算機和各類用戶終端實現(xiàn)信息交互和應用。廣義上講云計算是一種強大的網(wǎng)絡服務模式。云計算的虛擬化技術將一臺計算機虛擬化成多臺計算機，使資源利用率提高，從而降低成本。云計算的分布式計算技術，實現(xiàn)了根據(jù)使用需求情況分布資源。另外，云計算相比傳統(tǒng)硬件平臺相比，維護費用低廉，管理方便易操作，無需大量的資金支持。
2 物聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)是物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎發(fā)展和延伸出來的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)最早提出于一九九零年。一九九一年麻省理工學院開始對物聯(lián)網(wǎng)進行研究，一九九九年麻省理工學院對物聯(lián)網(wǎng)做了實驗。物聯(lián)網(wǎng)底層數(shù)據(jù)的感知是物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎，在物聯(lián)網(wǎng)感知層中，呈現(xiàn)出的特點是數(shù)據(jù)量大、種類多。物聯(lián)網(wǎng)感知采用了信息后，通過傳輸層實現(xiàn)數(shù)據(jù)與傳遞。物聯(lián)網(wǎng)按照功能分為三層：應用服務層、網(wǎng)絡傳輸層、感知控制層。物聯(lián)網(wǎng)應用十分廣泛，現(xiàn)如今幾乎已經滲入到人類生活的各個方面。例如：智能交通、智能家居、資源管理、科研實驗、醫(yī)療領域、軍事領域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和推廣受到了國家的重視。但就目前來看，物聯(lián)網(wǎng)技術不論是技術上，還是理論上仍然處于發(fā)展階段，距離物聯(lián)網(wǎng)普及和大面積應用仍然有著一定的距離。
3 基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構
從物聯(lián)網(wǎng)技術的特征來看，未來物聯(lián)網(wǎng)技術更新和改革離不開對云計算的應用，云計算的優(yōu)勢是物聯(lián)網(wǎng)技術所需要的，物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應用必然不能缺少云計算，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)產生和收集過程具有實時性和不間斷性，處理時間的延遲必然會導致數(shù)據(jù)量的擴大。但由于數(shù)據(jù)量大、節(jié)點有限、存儲點等技術限制，必然影響物聯(lián)網(wǎng)性能。云計算的分布式技術，便可很好的解決這些問題，使物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)有效的控制多源、多位置的不同數(shù)據(jù)處理。云計算和物聯(lián)網(wǎng)的融合，使物聯(lián)網(wǎng)獲得了強大的計算能力和存儲能力，云計算搭建了一個輔助物聯(lián)網(wǎng)的平臺。
基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構主要包括了三個層次：物聯(lián)網(wǎng)中間件層、物聯(lián)網(wǎng)基礎設施層、物聯(lián)網(wǎng)應用層。這三層相互協(xié)調融合構成了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，向人們提供服務。
3.1 物聯(lián)網(wǎng)應用層
物聯(lián)網(wǎng)應用層是整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構的核心內容，應用層通過應用管理中提供管理工具，其中包括：用戶管理、資源管理、安全管理、影像管理。每一個管理工具能夠為用戶提供不同的服務，用戶管理包括：用戶賬戶管理、計費管理等等。安全管理包括：用戶身份驗證、用戶資料保護等等。資源管理包括：資源恢復、故障檢測等等。影像管理包括：應用生命周期管理、影像部署等等。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)中間件
物聯(lián)網(wǎng)中間件層是整個物聯(lián)網(wǎng)的連接媒介，包含著整個物聯(lián)網(wǎng)的所有中間件產品。所包括的功能有：感應設備管理、智能終端接入等等，除此之外，還具有面向服務的物聯(lián)網(wǎng)應用的功能。
3.3 物聯(lián)網(wǎng)基礎設施層
物聯(lián)網(wǎng)基礎設施是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎，離開了物聯(lián)網(wǎng)基礎設備，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)無從談起。物聯(lián)網(wǎng)基礎設備層包含了：虛擬集群、物理硬件及感應終端。虛擬集群是基于云計算的虛擬化技術的基礎上實現(xiàn)的，以虛擬化方式為用戶提供服務。物理硬件包括：云計算必要的網(wǎng)絡設備、存儲設備、服務器設備等等。感應終端包括傳感器、控制器等智能終端設備。物聯(lián)網(wǎng)基礎設備由物聯(lián)網(wǎng)中間件負責管理和協(xié)調運作。
關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；物聯(lián)網(wǎng)；研究型教學模式；實驗體系設置
DOIDOI：10.11907/rjdk.161787
中圖分類號：G434
文獻標識碼：A文章編號：16727800（2016）010018802
0引言
2009年，南京郵電大學在國內首先興建了物聯(lián)網(wǎng)學院。學科成立之初，課程體系建設尚無先例可循。因此，如何建立具有物聯(lián)網(wǎng)學科特色的課程體系成為了每一個任課教師需要思考的問題。近年來，學界逐步明確了物聯(lián)網(wǎng)學科的“源科學”是計算機科學[1]。將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設大致分為兩部分：計算機學科的基礎課程與體現(xiàn)專業(yè)特點的專業(yè)課程。專業(yè)課程主要包括：介紹物聯(lián)網(wǎng)基本概念的“物聯(lián)網(wǎng)導論”、討論感知層知識與技術的“感知技術及應用”、討論物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中無線通信技術的“物聯(lián)網(wǎng)中的無線通信技術”、介紹物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計與規(guī)劃方法的“物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計技術”和介紹物聯(lián)網(wǎng)信息安全個性技術的“物聯(lián)網(wǎng)安全技術”等。
無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）是物聯(lián)網(wǎng)底層重要的感知技術。作為重要的學科專業(yè)課程，其知識點從感知層硬件到應用層安全技術，內容多、難度大，體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)學科的交叉特色與前沿性。該課程在傳統(tǒng)的通信和自動化控制專業(yè)早已形成完善的體系結構，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的蓬勃發(fā)展，WSN技術發(fā)展很快，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的WSN課程內容要與上述兩個傳統(tǒng)專業(yè)的相關課程相區(qū)別，必須講授最新的熱點技術。
1課程現(xiàn)狀及存在的問題
（1）有限的課時設置與課程的豐富內容不相匹配。無線傳感器網(wǎng)絡內容涵蓋廣泛，涉及計算機、通信、數(shù)學、信息、電子等多個學科，同時它也是一門理論與實踐緊密結合的課程。從ZigBee、Wifi、藍牙到6LowPan，各種無線傳感器網(wǎng)絡的最新技術都能設計相應的實驗環(huán)節(jié)，以加深學生對理論知識的理解。目前受到研究生課時的限制，一般學校該課程課時設置均為32課時，在如此有限的時間內，如何有效講授知識點、培養(yǎng)研究生的科學思路和研究方法則成為一個值得深入探討的問題。
（2）課程定位與教學特色問題。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科階段已開設了同名課程，研究生階段的WSN課程如何與本科生課程相銜接，且在教學中突出物聯(lián)網(wǎng)交叉學科特色是課程建設中要解決的關鍵問題。
（3）研究生培養(yǎng)模式和授課方法問題。盧梭說過：“問題不在于告訴他（學生）一個真理，而在于教他（學生）怎樣發(fā)現(xiàn)真理?！边@正是近代研究生教育追求的研究性教學理念。本科階段學生第一次接觸WSN，因而該階段注重對知識點的講授。到了研究生階段，課程應更多地教授學生科學研究的方法，幫助學生發(fā)現(xiàn)學科的前沿熱點，并指導他們開展深入研究。
綜上課程存在的不足，筆者在課程的研究生教學階段改變了本科以講授知識點為主要手段的教學模式，而采用以綜合性實驗設計為貫穿主線的研究型教學模式。通過實驗為主導的方式，教師創(chuàng)設一種類似科學研究的情境，指導學生對熱點問題進行研究，使學生在獨立、主動的探索、思考、實踐過程中吸收與應用知識，并解決問題。
2課程建設內容
2.1教材及實驗內容選擇與設計
課程選用了2本教材[23]，一本實驗教程[4]。第一本教材是孫利民老師的經典教材《無線傳感器網(wǎng)絡》，其內容按網(wǎng)絡分層結構講述了WSN的各個知識點。每章均可視作綜述風格的科研論文，邏輯清晰，易于理解，用于培養(yǎng)學生的科研閱讀能力，但是缺乏有特色的熱點技術；第二本教材是國外的經典教材，其書寫邏輯為面向問題的啟發(fā)式學習，每章討論一個WSN的支撐技術，如定位技術、同步技術、安全技術等，可用于啟發(fā)學生的科學思維，學習如何發(fā)現(xiàn)一個科學問題以及如何針對該問題進行深入研究。實驗教程選用凌陽科技公司開發(fā)的最新物聯(lián)網(wǎng)實驗課程，包含最新的WSN技術實驗。其內容從芯片基礎實驗到各種熱點技術的實踐，包括ZigBee協(xié)議棧系統(tǒng)實驗、RFID基礎實驗、IPV6系列實驗、嵌入式網(wǎng)關實驗和手機控制實驗等8大塊，但是缺乏綜合性實驗。為此，學院又聯(lián)合凌陽科技公司開發(fā)了若干綜合性實驗，包括自習室節(jié)能控制系統(tǒng)、智慧安防報警系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、冷庫管理系統(tǒng)和智慧停車系統(tǒng)等。
針對每個知識單元的核心知識點，借助凌陽公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗箱[2]，參照學校已有的實驗建設內容[56]，有針對性地設計了實驗體系，如圖1所示。共包含14個實驗，其中前11個實驗都是驗證型實驗，每學期再根據(jù)課程選修人數(shù)選擇若干綜合性的設計型實驗。其中，自習室節(jié)能控制系統(tǒng)、ZigBee拓撲結構顯示系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)3個綜合實驗貫穿學習始終，其它實驗都是由教師演示完成。該實驗體系使學生學習完理論知識后可以馬上進入實驗環(huán)節(jié)對知識進行鞏固。如果某些知識點對應的實驗太過復雜，在有限的課程時間內不足以完成，則可設計相應問題，讓學生在問題引導下自發(fā)進行深入學習。
2.2研究型教學模式與評價方法探索
在課程的具體教學實施上，第一次上課教師即把學生分為小組，每個小組負責一個綜合性設計實驗。以自習室節(jié)能控制系統(tǒng)為例，整個教學模式闡述如下：首先，教師介紹系統(tǒng)功能，將系統(tǒng)分為光照度檢測、人員檢查、數(shù)據(jù)處理和燈開關控制4部分。由于實驗比較復雜，采用學生分組的形式進行實驗。每個部分由若干學生負責，確保每個學生完成其中的某些功能模塊，并在之后的教學過程中對每部分進行詳細討論，包括：設計要求、工作原理、需要用到的設備、體現(xiàn)的核心知識點等。因此，每個學生在學習開始都有一個任務和目標，學生之間相互合作，完成實驗的組可以獲得本次實驗的基本得分。之后的每一次課，核心知識點的講授與相應的驗證實驗都采用教師導學、學生自主學習的形式完成?？紤]到課時有限，實驗還需要由小組合作學習等課外學習環(huán)節(jié)組成。到了一定階段，每個模塊都要完成子模塊流程設計，如圖2所示的光照度檢測子模塊流程圖。然后進行階段性學習成果展示和交流，并進行系統(tǒng)聯(lián)調，形成相關文檔。最后進行實驗總結，匯報系統(tǒng)設計和實現(xiàn)方案。
每個實驗都體現(xiàn)了對WSN知識的綜合應用與融匯貫通。在設計型實驗中，教師按照軟件工程的方法一步步指導學生進行系統(tǒng)概要設計、詳細設計直至系統(tǒng)調試完成。學生不但能學習到科學研究的思想和方法，而且具備了開發(fā)一個小型項目的經驗，提高了動手能力。該方式改變了“教師授課+學生復習”的傳授式教學模式，而是采用“教師導學+學生自學+合作研討”的研究型教學模式，以達到培養(yǎng)應用型人才的目標。
3考核體系
課程考核采用平時成績和期末考核成績加權平均的方式。綜合實驗成績占70%，期末的理論考核以開放式論文形式進行，讓學生根據(jù)自己在實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，以提出改進方法等為題撰寫論文，分數(shù)占總成績的30%。該考核更加偏向于考核學生在學習過程中的參與、實踐能力。
實驗成績考核學生平時的學習積極性以及動手能力，緊扣3個綜合性實驗的各個階段，取得一個階段性成果即得到相應分數(shù)。在實際實施過程中，師生都覺得該教學方式比傳統(tǒng)方式更能激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的學習能力和實際動手能力。
4結語
本次物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究生WSN課程建設圍繞核心知識點，設計了相應的實驗教學系列。實驗圍繞一個需要研究解決的特定問題展開，讓學生在尋找解決方法的過程中進行知識的學習與應用，而不是對知識的簡單套用。強調任務驅動，并注意任務的復雜性與綜合化。
應當注意的是，研究性實驗教學的設計與實施是一個動態(tài)過程，教師應周期性地梳理核心知識點，根據(jù)教學內容設計實驗，并在實驗中根據(jù)學生反饋以及實際教學效果，不斷調整實驗內容、難度以及實驗教學方法，促進每一輪教學實踐在內容和方法上都不斷豐富、改進和完善。
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關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)；理論課程教學；自制實驗平臺；實驗項目
Discussion on education of the postgraduate course: wireless sensor networks
Zhang Jianhui, Zeng Hong
Hangzhou dianzi university, Hangzhou, 310018, China
Abstract: This paper analyzed some appearing problems in teaching this course among postgraduate students, and designed a new way in theory teaching by designing and constructing test-bed, by designing and developing experiment items. Our new teaching way could change the unsmooth and bald status quo in unidirectionally teaching theoretical courses, and was a reference to promote the teaching development of postgraduate courses.
Key words: wireless wensor networks; teaching of theoretical course; self-developed test-bed; experiment item
無線傳感器網(wǎng)近年來成為IT領域的研究熱點[1]。2009年8月，總理提出盡快建立“感知中國”中心，促進我國無線傳感器網(wǎng)技術與產業(yè)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的技術核心，2010年7月20日，教育部向社會公布了2011年全國各高校140個本科新專業(yè)詳細名單，其中“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)占據(jù)30個，高居榜首。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)骨干課程之一，也是一門新課程。我們對該課程的教學方法作了些探索性的改革。
1 目前存在的問題
物聯(lián)網(wǎng)作為新專業(yè)有新的建設和教學思想[2]。而無線傳感器網(wǎng)作為新興行業(yè)的新課程，其理論基礎要求高，應用性也要強，因而給教學帶來新的挑戰(zhàn)。存在的主要問題有：
(1)教學內容涉及廣與系統(tǒng)性教學的矛盾。無線傳感器網(wǎng)是一門應用性和理論基礎要求都很強的課程。該課程所講述的網(wǎng)絡是一種集成創(chuàng)新型技術，同時理解和運用好該技術需要一定理論基礎。它所涉及的內容廣泛，需要多方面計算機基礎理論知識，且涵蓋面廣，包括概率論、圖論、高等數(shù)學、隨機過程等。同時，它涉及單片機編程、電子線路、無線電發(fā)射等多方面硬件知識。而這門課程的傳授對象是研究生，研究生班的學生往往來自不同專業(yè)，讀研期間的主修專業(yè)也各不相同，而其導師所指導的研究方向更是千差萬別。因而，如何系統(tǒng)地講授這門課，同時又能滿足學生不同需求，將成為面臨的難題。
(2)理論教學與實驗教學的脫節(jié)。無線傳感器網(wǎng)是門全新課程，問題(1)中所述特點使得在理論與實驗教學兩個方面的任務既各有特色又繁重，造成這兩方面的教學任務難以平衡。由于它是一門新課程，可以借鑒的教學經驗并不多。而從橫向比較來看，類似應用性很強的課程，其教學方法一般單一地偏向理論教學或實驗教學。
(3)傳統(tǒng)單向性教學模式的不良影響。多年來，研究生教學模式一般都是單向性的，即教師教、學生學，缺乏真正的互動，難以培養(yǎng)學生的獨立思維，更難以激發(fā)其主動性和創(chuàng)造性。從學生角度來看，這種教學模式從中學一直延續(xù)到研究生階段，沒有讓學生充分參與到教學中來，使得學生的學習效果無法保證，學習的興趣也不高。這種長期的被動式參與教學，使得學生失去了主動性、獨立性和主導性，形成了不良的學習和科研習慣，最終導致研究生創(chuàng)造性的缺失[5]。
2 改革方法
我們在Seminar[4]教學方法的基礎上，讓學生充分參與教學，體會完成科研任務的獨立性和自主性。總體改革方法是教師導引，學生參與學、教、實驗設計與實現(xiàn)全過程，形成單向教學向理論教學與實驗互動、學生參與轉變。在設計該方法時，要充分考慮到所在高校的歷史與優(yōu)勢，發(fā)揮其在電子電路設計、嵌入式編程等方面的堅實基礎與專業(yè)特色，觀察學院近幾年在無線傳感器網(wǎng)方面的發(fā)展速度，針對前一小節(jié)所提出的問題，給出相應的教學改革方法。
夯實基礎知識，劃分學習小組。本課程選擇的教材清華大學出版社出版、孫利民等編著的《無線傳感器網(wǎng)絡》為主教材，以劍橋大學出版社出版的Xiangyang Li的專著"Wireless Ad Hoc and Sensor Networks: Theory and Applications"為輔助教材。在掌握無線傳感器網(wǎng)絡這門課程的基礎知識的同時，根據(jù)學生所學專業(yè)和研究方向，將他們分為兩大組：理論組和應用組(如圖1所示)。對于理論組和應用組分別布置不同的課外作業(yè)。為此，筆者從計算機網(wǎng)絡、體系結構和應用技術領域的一些最新國際頂級會議上，如SigComm，MobiCom，SenSys，InfoCom等，選擇理論和應用兩類論文。其中，根據(jù)每名學生的指導教師對研究方向的要求，對所選論文進行較細致的篩選。在所選出的論文中，學生可以根據(jù)自己的興趣進行再選擇。當然，學生也可以從指定的學術會議論文集中選擇論文。這是一個有限定的雙向選擇過程，所選論文包含諸多無線傳感器網(wǎng)絡應用案例和科研實例。這些論文作為課外作業(yè)讓學生自己去研讀，而教師會從兩個組中分別隨機抽取部分學生，分兩個階段，即理論階段和應用階段，讓其上講臺宣講其所讀的論文。在宣講過程中，大家可以自由提問和討論，學生由此可以充分參與到教和學的兩個環(huán)節(jié)。課堂的自由討論，使得學生從傳統(tǒng)課程授課模式中的被動聽課變?yōu)橹鲃訁⑴c，提高了學生對該課程的學習和參與興趣。為保證效率，教師對宣講和討論的時間做了限定，在討論的過程中也會做一些導引。
在兩個階段(理論階段和應用階段)開始之前，教師分別講授兩個階段的基礎知識，即理論基礎知識和應用基礎知識。由于所涉及的內容非常廣泛，講授一些入門知識，而對學生所要宣講論文的相關基礎知識要深入地講解。另外一個重要的組成部分是給學生講授獲取相關知識的技巧與途徑，例如如何使用圖書館資源及學術網(wǎng)站，如Google scholar，Citeseer等。
圖1 教學步驟圖
在上述過程中，理論組的學生偏重理解算法的原理，應用組的學生偏重算法實現(xiàn)所需的硬件運行原理和編程實現(xiàn)。筆者所在實驗室的主要研究方向之一是無線傳感器網(wǎng)絡，依托這個實驗室特點，在指導學生時采用TelosB傳感器節(jié)點，在TinyOS平臺上開發(fā)算法實現(xiàn)程序。
統(tǒng)分兼顧，學生自主。如圖1所示，在“理論(應用)基礎知識”階段中，通過讓學生自己閱讀學術論文，讓兩個組的學生分別對某一方面的理論知識有了具體了解，對無線傳感器網(wǎng)絡中的硬件原理也有了初步認識。在緊接著的“理論(應用)案例”階段中，從學生宣讀過的學術論文中挑選出幾篇經典的論文，它們有算法設計及其性能的理論分析，又有實驗設計與驗證。為此，根據(jù)先前的理論組和應用組劃分，以及所選經典論文，進一步將學生交叉分隊。一個分隊一般由5名學生組成：一名學生負責算法原理的解釋，兩名負責TinyOS編程和調試，一名負責數(shù)據(jù)采集與硬件平臺搭建，最后一名負責協(xié)調分隊整體工作并撰寫最終實驗報告。實際教學過程中，每隊學生人數(shù)和任務分配可以視情況做適當調整，例如，當理論組學生人數(shù)較多時，在每隊中負責算法原理解釋的學生可以適當增多。當分隊組建好以后，分給每名學生的任務以課外作業(yè)的形式完成。每個分隊的進度情況由該隊負責人以實驗報告的形式按階段提交給教師。同時，在協(xié)調學生完成作業(yè)的過程中，教師應逐個分析案例，這些案例中有涉及路由設計的，有涉及面向實際應用數(shù)據(jù)采集的，也有涉及網(wǎng)絡時延分析的，案例涵蓋面廣，以解決課程內容涉及廣的問題。
案例分析結束以后，進入實驗驗證或者仿真分析。在這個過程中，主要分以下幾個階段：實驗平臺的構建、實驗設計、實驗驗證及其實驗報告的撰寫。在這些過程中，學生不僅充分參與，而且在有些過程中，學生還起到主導的作用。實驗平臺的構建需要一定的科研經費支持，制作過程復雜，將在下文中闡述。在無線傳感器網(wǎng)絡的教學中，由于實驗條件限制，不一定都能搭建硬件平臺。另外，在教學中還發(fā)現(xiàn)，一個實驗平臺不能同時滿足多個分隊使用，而有些分隊的任務也不一定要在實驗平臺上進行。為此，讓部分有一定C/C++語言編程基礎的學生使用一個專門的網(wǎng)絡仿真平臺―OMNeT++[3]。
OMNeT++是一個面向對象的離散時間模擬器，由土耳其布達佩斯技術大學的Andras Varga等人設計。其內核源代碼完全開放，采用標準C++語言編寫，可以運行于Linux，Windows等幾乎所有支持標準C++的系統(tǒng)平臺上。它采用了一種搭積木式的建模方式，可以應用于任何離散事件系統(tǒng)的計算機模擬和仿真，包括模擬通信網(wǎng)絡的業(yè)務流，模擬通信協(xié)議的模型，排隊網(wǎng)絡，模擬多處理器和其他分布式系統(tǒng)。對于教學比較有利的是OMNeT++完全免費，有很多現(xiàn)成的模塊、框架和范例，相關資源可從其官方網(wǎng)站[3]免費下載。在教學過程中，部分學生使用該仿真軟件，完成了一些無線傳感器網(wǎng)絡中的案例，如消息洪泛案例仿真(如圖2所示)，目標追蹤案例仿真(如圖3所示)。在圖2，3中，灰色點和白色點表示傳感器節(jié)點，灰點表示已經接受到消息的節(jié)點；圖中間較大的點表示Sink節(jié)點；圖3左上角的黑色點表示目標。
圖2 消息洪泛仿真截圖 圖3 目標追蹤仿真截圖
自制實驗平臺，自己設計完成實驗，學生充分參與。需要實驗平臺驗證的分隊參與設計與構建了一個無線傳感器網(wǎng)絡平臺(如圖6所示)。該平臺高2米，寬4米，由200個自制TelosB節(jié)點(如圖4所示)、50個多接口Hub(如圖5所示)和一臺臺式機組成。2009和2010級部分研究生參與了該實驗平臺的設計與搭建。在該實驗平臺上驗證理論或應用案例的每個分隊，都自行設計、開發(fā)、調試實驗和相應的TinyOS程序。根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡這門課程教學的需要，以及學生科研和興趣的選擇，先后設計了6個實驗：時間同步、路由樹構建、基于非時間同步的通信時間調度、消息洪泛、主被動式追蹤、人物辨別。
圖4 自制TelosB傳感器節(jié)點 圖5 多接口Hub
圖6 200個節(jié)點組成的測試平臺
3 結束語
在整個教學過程中，總體教學思路是：從課程基礎知識開始，將學生分成兩類(理論類和應用類)；根據(jù)學生的興趣和科研需要，有重點地講解具體的理論和應用基礎知識；而后以國際頂級會議論文為素材，從具體案例著手，通過讓學生充分參與的方式誘導學生理解理論知識(如圖論、概率論、隨機過程等)是如何在無線傳感器網(wǎng)絡這個應用性技術中應用的，也讓他們體驗無線傳感器網(wǎng)絡中的算法是如何在實際實驗平臺上實現(xiàn)的。整個過程從基礎理論知識細化到具體理論知識，再到具體案例分析，循序漸進，有重點、系統(tǒng)性地講授了這門知識涉及面廣、結構較為龐雜的應用性課程。同時，在整個教學中，學生也從逐漸參與、充分參與到教和學中，到最后甚至在某些方面起到主導作用。新教學方法使得學生在研究生階段能夠體會從被動地學到主動地、獨立地完成一個完整的科研任務的轉變。這種轉變中蘊含著主動創(chuàng)新的種子，在長期的科研鍛煉中將會發(fā)芽結果。
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1962年――1992年，在中國科學院國家天文臺主要從事天體物理設備研制。如天體物理探測設備的研制，如天文電子照相機的研制、軍用微光探測系統(tǒng)的研制、天文CCD系統(tǒng)、天體物理光導纖維系統(tǒng)的研制、光電成像器件的研制、高真空及超高真空系統(tǒng)的研制、光導纖維及光導纖維傳像束的研制、工程測繪及橋梁、筑路工程等。自1985開始，主持我國最大的2.16米天文望遠鏡終端探測系統(tǒng)，即光纖與CCD課題的研究工作。1986年赴英國Durham 大學工作，1987年獲中國科學院高級研究職稱，1989年赴美國國立光學天文臺（NOAO）工作，均從事天文纖維光學系統(tǒng)的研制工作；1991年赴澳大利亞悉尼參加世界天文纖維光學應用研究的進展會議，在會上報告了我國在這個領域內的研究成就，受到國際、國內同行專家的贊揚和好評。發(fā)表研究論文20多篇，獲得光導纖維應用與研制系統(tǒng)國家專利1項。
1993年直今，從事信息技術（IT行業(yè)）工程規(guī)劃、設計、實施工作，親自主持規(guī)劃、設計、實施的工程多項，并撰寫了《體育場館智能化系統(tǒng)建設導論》專著，發(fā)表了《中國智能交通信息系統(tǒng)大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領域的內涵》等論文。一句話，總結我一生整整50年的科技工作，均沒有離開《信息》，只不過工作在不同領域的信息和不同的信息環(huán)節(jié)上，所以至今《信息論導論》論文的發(fā)表，是水到渠成的結果?，F(xiàn)任同方數(shù)字城市產業(yè)本部顧問。
【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義；解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關系；提出了信息的6+1理論；分析了智能化、信息化，以及它們之間的關系；明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標準及其內涵，例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統(tǒng)智能化/信息化的規(guī)劃與實施工程圖解；指出了目前最熱門的與信息化有關的物聯(lián)網(wǎng)的實質，及與互聯(lián)網(wǎng)的關系，以及它在信息論中的地位等問題。
【關鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫(yī)院裝備
[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more，this article also give the specific standard in Intellectual Earth，Intellectual city, Intellectual community，Intellectual architecture， Intellectual transportation，Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.
[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment
引言
在我國“2006-2020國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”中明確提出，“信息化是當今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經濟社會變革的重要力量”，在十二五規(guī)劃中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推動經濟社會各領域信息化”?！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發(fā)生，就其原因而言，從已報道的資料看，恰巧問題就出在信息設施（硬件）與信息管理平臺（軟件及活件）上，這里指的活件就是操作硬件設備和管理軟件的人。教訓是深刻的，這讓我們又一次認識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要！說信息是軌道交通和一切交通系統(tǒng)的靈魂完全不為夸張！
信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領域追求的目標，或是目的，總而言之，信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導、靈魂，這個論斷的重要性和迫切性已經是無可置疑的了。但更為理性地認識智能化/信息化的理論方面，還有待進一步地探討這個當今世界人們都甚為關注的問題。本文既然定名為“信息論導論”，自然就不是針對其細節(jié)進行討論，而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的，但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環(huán)節(jié)之間的關系問題，從而可以給業(yè)內人士在規(guī)劃自己本部門，或自己工作方面的信息化工作時，有一個明確的目標和途徑，不為當前一些商業(yè)炒作而夸大某些還不夠實際的東西而迷惑，是本文的目的。
信 息 的 定 義
談到信息，當今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊，但到底什么是信息，其定義是什么，恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學名詞，到目前為止，信息這個名詞還沒有一個權威的準確的定義，這當中最具代表性的就是所謂“香農”理論，這個理論說，信息就是“確定性的增加”，這個定義是使人費解的，至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義，是狹義的，這個定義是香農在貝爾研究所任職時針對通信行業(yè)而下的定義。
有關“信息”的定義，不下N種，太多版本了，這種局面，本身就反映了人們在認識“信息”概念方面的不確定性，不夠有把握，不能一針見血地說清楚，才造成各種解釋都有！有點象在天文學中出現(xiàn)的宇宙是怎么形成的？人類有史以來有各種版本的宇宙起源學說，如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學說，不斷被天文學家用新的觀測事實所否定，然后又出現(xiàn)新的理論來解釋宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理論”，仍然還有解釋上的矛盾之處，需要科學家繼續(xù)去進一步地探索之；“癌癥是怎么產生的？自癌癥這個詞出現(xiàn)以來，也有各種解釋癌癥產生的原因的版本，但都還未見到權威性解釋的報道，所以才出現(xiàn)人們對癌癥恐慌癥，才在人們中流傳著這也致癌，那也致癌，其實可能就是還沒有找到真正的致癌病因，才會出現(xiàn)這種局面；“光的本質是什么？人們開始認識光的時候，只知道光是直線傳播的，產生了基于光是直線傳播的幾何光學理論，但隨著不斷地發(fā)現(xiàn)新的實驗和觀測事實，又才明白，光還具有波動性，和衍射性”等等，這樣的例子，舉不勝舉。其實這些重大的科學問題，人們認識它，的確有一個認識過程，要求從一開始就有一個確切無誤的定義，那是脫離人類認識自然規(guī)律的，只有當人類累計了大量的觀測事實和實驗事實之后，不斷地從認識，到否定，再認識，再否定，直到得到一個比較接近于真實的那樣一個定義或解釋，才是比較全面而肯定的結果。
盡管如此，到目前為止，作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是：信息就是可被主體感知的附著于各種客體（載體）上的自然界物質或能量存在的一種形式及其運動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，例如通過感覺通道（如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體）的神經系統(tǒng)能感知的某種物質或能量存在的形式或其運動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，我們稱這種“存在形式或狀態(tài)”就是一種信息。
信 息 的 6+1 理 論
信息論要研究的內容就是這些可被感知的物質或能量存在的形式及其變化狀態(tài)的產生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環(huán)節(jié)的一切手段和范疇。如圖1所示：
智能化是現(xiàn)代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態(tài)的前6個環(huán)節(jié)（側重技術層面）在實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化層面在規(guī)模上做到了最大化，也可以這樣認為，智能化就是這6個環(huán)節(jié)的最優(yōu)的技術狀態(tài)，所以說智能化是信息化的技術基礎，技術支撐，就是這個意思；而信息化則是現(xiàn)代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態(tài)在數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化層面在利用上實現(xiàn)了最優(yōu)的狀態(tài)。從這個意義上講，智能化與信息化的辯證關系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環(huán)節(jié)而已，我們稱之為信息的6+1理論！
物質、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質是什么，物質就是人類能夠感知的實體東西（小到組成物質的分子；大到組成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量則是使物質產生運動的原因，是力的一種表現(xiàn)形式，是人類能夠感知但不是實體的東西；信息既不是物質，又不是能量，而是反應這兩者的存在形式和它們發(fā)生變化的狀態(tài)。這三者不是一個概念，但又是有內在聯(lián)系的組成自然界的三大基本要素。
當了解了信息的意義及其重要性之后，我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的，是根本。但為了利用信息的目的，則首先要做好信息的產生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術環(huán)節(jié)。所以我們可以總結為1個使用目的和實現(xiàn)該目的的6個技術環(huán)節(jié)。根據(jù)信息的6+1理論，智能化是為信息化服務的，那么如果智能化系統(tǒng)做得很好，而由于利用它的人為因素，我們可以稱之為“活件”，如政治原因、人的操作技術水平、組織管理水平等原因，使得智能化所具備的優(yōu)異功能沒有得到應有的充分發(fā)揮，打了折扣，我們就可以認為信息化不盡人意，這是“利用”環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區(qū)，小區(qū)的中心控制機房，即智能化的集成中心，它的技術含量是相對比較高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技術水平較低的保安人員來操作管理，其結果是事過不久，由于操作不當，造成軟件的丟失，硬件的損壞，致使其功能不能做到應有的發(fā)揮，這種例子在許多智能建筑領域，不在少數(shù)；“7.23”勇溫線特大軌道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題；反過來，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求來勢兇猛，要求甚為迫切，在資金和人力都具備良好的條件下，那么也將是推動智能化發(fā)展的積極動力。
各行各業(yè)都有自己的信息6+1理論，但其中傳輸、處理、存儲、等4個環(huán)節(jié)在當今技術水平下有大致的共同點，做法差異也不大，所以撰寫成書本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中，多以此4個環(huán)節(jié)來描述，很少提及信息的產生、采集、利用這三個環(huán)節(jié)的內容，其原因就在于此。當然在同一個行業(yè)或領域的《信息化》專著中，會將信息論的7個環(huán)節(jié)都要涉及到，才能成為一本實用的著作。然而對于信息的產生、采集和利用，在人類社會的各行各業(yè)中的差異就太大了！內容也太多了！可以說，對于人類社會的每一個行業(yè)來說，這三個環(huán)節(jié)，都可以寫一套專著，成為一個領域！就以信息采集這個環(huán)節(jié)舉例而言，天體物理研究中，我國1991年落成了直徑為2.16米的光學望遠鏡，配備了自制的光導纖維分光系統(tǒng)來收集來自天體的光譜信息，以供進一步處理來解密天體演化的本質；2010年又建成了世界最大的以光導纖維為引導的6米級的大天區(qū)多目標光譜施米特望遠鏡；目前世界多個國家（包括中國、美國、日本、歐共體等）正在討論將聯(lián)合建造一臺直徑30米的巨型光學望遠鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠鏡等，用來探索來自宇宙的更多信息的秘密；而在醫(yī)學領域，用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關光導纖維束作成的多種內窺鏡（如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等）被廣泛用來采集人體內不同器官的各種醫(yī)學上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內部導致疾病的微生物或病菌的信息；高倍顯微技術用于科研等等領域的例子，也是舉不勝舉；人類在智能建筑領域，樓宇自控系統(tǒng)中安裝在樓宇機電設備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內部各種機電設備的工作信息，以保證其安全正常地運行；在平安城市領域，在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監(jiān)控攝像機采集安全圖象信息，傳至公安部門的各級指揮中心，用以保證整個城市的安全；在新聞領域，各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發(fā)生新聞的現(xiàn)場，用攝像機、拾音設備采集各種新聞信息發(fā)回自己的電視臺或廣播電臺，進行報道；在自然界和人類社會的各個方面、領域，均已產生或正在產生著各種不同的信息，從宏觀世界到微觀世界，都需要我們去采集，就這一個信息環(huán)節(jié)，就可以寫成一部百科全書；還有信息的產生和利用這兩個環(huán)節(jié)，也如同采集環(huán)節(jié)一樣的，其內容之多之廣，不計其數(shù)。真是太豐富了，內容太多了！
因此在已發(fā)表的有關《信息論》專著或教材中，很少去觸動這三個環(huán)節(jié)（信息產生、采集、利用）的大內容，過去那些《信息論》專著也好，還是教材也好，都具有很大的狹義性和局限性！
智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標 準 和 內 涵
智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務等的判斷標準和內涵是什么？其實對于上述這些智能/信息化領域，簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標準，即只要做到安全、舒適、高效、節(jié)能、環(huán)保這10字標準就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求，用這10字標準可以解釋一切智能領域的功能要求，這10字標準本來是起源于給智能建筑定的標準，可是仔細想一想，它又何嘗不是其他智能/信息化領域的判斷標準呢！標準定了，那么用什么技術手段（即內涵）來保證這些標準的的實現(xiàn)呢，那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設計的系統(tǒng)，在軟、硬件的配置上能保證在該智能領域，實現(xiàn)了設備自動化、辦公自動化、通信自動化（BA、OA、CA）等功能，就談得上實現(xiàn)10字標準了。如圖2所示：
這10字標準里，我們把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含義的，只有在一切為了安全的前提下，才談得上后面的8字標準，如果人都沒了，大樓被燒了，鐵路火車撞車了，城市被炸了，還談什么高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保??？?！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故，車毀人亡，再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發(fā)的動車降速措施，就是以人的安全為本，在重視安全的前提下，腳踏實地地發(fā)展我國干線軌道交通的正確舉措。
為了保證這些內涵功能的實現(xiàn)，我們舉幾個實例參考說明一下：
圖3A、3B是實現(xiàn)醫(yī)療系統(tǒng)智能化/信息化功能的姊妹圖，是互為補充的圖解。從圖3A看到，這是所述領域智能化/信息化的總體規(guī)劃圖，對于不同的智能化/信息化領域，圖中綜合電子信息系統(tǒng)（CEIS）的內容是有所差別的；而圖3B則是前者的細化內容，一目了然！以此類推，任何智能化/信息化系統(tǒng)均可按此方式進行規(guī)劃，和細化，只不過改變其中的專業(yè)設施和應用信息軟件系統(tǒng)就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式，高度總結和概括了業(yè)內智能化/信息化各領域內，各系統(tǒng)之間的關系和功能定位，具有很強的普遍性和實用性，是業(yè)內可以為之借鑒參考的實用圖解格式。
1、醫(yī)院是人類社會保障生命安全的救護、醫(yī)治、保健的場所，隨著信息科技的發(fā)展，使得醫(yī)院的裝備更加現(xiàn)代化，這些裝備可以使得醫(yī)務人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息，為醫(yī)生提供準確的治療方案；時間就是生命，遠程視頻會診，使得更多的患者能夠不出遠門，就地享受到眾多國際、國內著名醫(yī)學專家的會診，得到更好的正確的治療措施；網(wǎng)上預約掛號、中國人口重多的龐大醫(yī)療保障體系的管理等，均需要具有智能化/信息化的醫(yī)療管理平臺，所有這些涉及與人類生命、健康的問題，無不與醫(yī)院智能化/信息化有關。
2、在智能建筑中，體育場館的智能/信息化系統(tǒng)建設是甚為復雜的，我們以它為例，看看怎么來實施，下面圖4A、4B是一對實現(xiàn)體育場館智能/信息化系統(tǒng)的姊妹圖，是互為補充的圖解：
軌道交通系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中的一個非常重要的子系統(tǒng)，圖6B是更加細化了的軌道交通系統(tǒng)的可能工程內容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統(tǒng)的宏偉概念圖和一個真實的指揮調度中心實例圖（北京城市軌道交通指揮調度中心）。
物 聯(lián) 網(wǎng) 的 實 質 及 在 信 息 論 中 的 地 位
當今的物聯(lián)網(wǎng)把信息的產生和采集這兩個環(huán)節(jié)發(fā)揮到了極值。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是什么，其實就是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它的核心內涵（與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別）就是采用了所謂RFID（射頻認證）的芯片感知技術和無線網(wǎng)絡技術，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的產生和采集，均可通過RFID感知芯片和無線（或有線）網(wǎng)絡技術得到，余下的環(huán)節(jié)就可以交給互聯(lián)網(wǎng)來承擔了，所以說它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是它的基礎，它離不開互聯(lián)網(wǎng)。為了實現(xiàn)RFID芯片產生的無限多個信息的認證和處理，隨之而來的就是要發(fā)展IPV6的無限網(wǎng)絡認證技術和超大規(guī)模的云計算處理、存儲技術。這是物聯(lián)網(wǎng)時代交給互聯(lián)網(wǎng)需要解決的重大技術問題。物聯(lián)網(wǎng)是我們人類在信息技術方面的又一次革命，但要清醒地認識到，它的特點也僅僅是前面所提及的6個信息環(huán)節(jié)中的頭兩個，即在信息的產生和采集上與互聯(lián)網(wǎng)相比，有著更大的規(guī)模罷了！物聯(lián)網(wǎng)不是我們的目的，而是我們人類在實現(xiàn)信息化過程中使用的更為廣泛、更大規(guī)模的信息產生和采集技術手段罷了！但是商家看好這個環(huán)節(jié)，做了比較大的商業(yè)炒作，人們應該腳踏實地地去促進這個領域的健康發(fā)展，防止一哄而上形成的泡沫經濟。
【參考文獻】
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【5】王順德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中國科學院國家天文臺；
【6】王順德 “Working System in Fiber Optics on The BAO 2.16m Telescope”A.S.P. Conf.Ser.Vol.37 1991 P119中國科學院國家天文臺
【7】王順德 “我國2.16米望遠鏡的光纖耦合分光系統(tǒng)” 自然雜志 1992 第15卷 第7期 P500-504 中國科學院國家天文臺
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；課程建設；項目式教學
中圖分類號：g712文獻標識碼：a文章編號：1672-5727（2014）07-0107-03
“智能家居”的概念自20世紀80年代被提出后，進入21世紀才引起社會的廣泛關注。隨著智能家居技術的不斷成熟、產品不斷完善、市場不斷發(fā)展，人們對它由陌生變熟悉，逐漸地由“遠觀”到真正應用于家庭生活。正是因此，以往對智能家居的定義已經不夠準確而詳盡，現(xiàn)在非常有必要重新審視智能家居的定義，以適應智能家居行業(yè)的新發(fā)展。特別是“物聯(lián)網(wǎng)”概念提出以后，學術界開始大量探討與物聯(lián)網(wǎng)智能家居相關的概念、技術及標準，產業(yè)界也開始在多個領域加強對智能家居技術的應用，數(shù)百所高等院校相關專業(yè)都開設了“智能家居”課程。
目前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與當初的互聯(lián)網(wǎng)非常相似，今天的互聯(lián)網(wǎng)已經形成了巨大的產業(yè)規(guī)模并衍生出很多行業(yè)。作為物聯(lián)網(wǎng)最主要、最重要的組成部分，物聯(lián)網(wǎng)智能家居也將經歷這樣一次升級。家用電器的數(shù)量遠遠超過電腦、手機的總和，如果再加上各種諸如智能眼鏡和智能手表之類的無線傳感器、控制器，數(shù)量上就會是傳統(tǒng)電腦及手機的幾十倍甚至上百倍，可以說，單單一個物聯(lián)網(wǎng)智能家居的市場可能就是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)總和的幾十倍以上。從某種程度上來講，離開了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基礎，可以說智能家居將成為物聯(lián)網(wǎng)最主流的應用市場。
課程開發(fā)
為了體現(xiàn)工學結合的辦學特色，我院在開設“物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)”之初，就堅持以職業(yè)崗位能力為核心的人才培養(yǎng)模式，開發(fā)了體現(xiàn)工學結合的課程體系，并根據(jù)技術領域和職業(yè)崗位的人才需求，突出專業(yè)技能的培養(yǎng)，形成了“理論與實踐相融合，以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導向”的模塊化課程體系。通過開設一體化的專業(yè)實踐技能課程，將理論與實踐相結合，加強學生的綜合技能訓練；推進課程與企業(yè)崗位技能需求相互融合，與就業(yè)崗位相互銜接，突出培養(yǎng)學生的實際操作經驗；將職業(yè)資格、職業(yè)技能教育與院校日常教學相結合，大力推進實務專題、頂崗實習，培養(yǎng)學生專業(yè)崗位的實踐能力。
物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應用包括智能交通、智能大棚、智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療等等，對于具有交通行業(yè)背景的院校而言，一般要開設“智能交通”課程；對于農業(yè)類院校而言，一般應開設“智能農業(yè)大棚”課程；對于電力行業(yè)院校而言，可能就要開設“智能電網(wǎng)”課程。而我院是信息類院校，沒有專門的行業(yè)背景，所以根據(jù)福建省產業(yè)發(fā)展特點及我院的實際情況，并征求企業(yè)專家和專業(yè)教師的意見，制定了專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系，其中包括“智能家居”課程。
課程建設
物聯(lián)網(wǎng)智能家居的內涵究竟是什么？哪些技術是核心技術？哪些產業(yè)或產值才真正屬于“智能家居”？這些問題看似簡單，但又難以回答。當前，從技術發(fā)展、產業(yè)規(guī)模、行業(yè)標準等方面還不能明確回答上述疑問。也正是因此，市場上關于“智能家居”的技術及應用各不相同，能夠作為高職院校教學材料的資料、書籍及實驗設備就更加少之又少。只有從務實的角度考慮，將智能家居引向以“實際應用”為目標的發(fā)展思路上，夯實智能家居的核心技術，拋開概念，注重應用，智能家居才能成為獨立的學科專業(yè)，具有明確的科研方向，為物聯(lián)網(wǎng)新興產業(yè)服務。
因此，我院成立了“智能家居”課程建設小組，明確責任，分工合作，從案例資料收集、企業(yè)調研、教材編寫、實驗室建設等多方面推進課程的建設。截至目前，已完成課程標準（教學大綱）的制定、校本教材的編寫及實驗室的建設，圓滿完成了課程建設任務。
課程設計
本課程依據(jù)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)工程實施過程中的技能要求，以項目為單位組織教學，將智能家居各子系統(tǒng)的相關知識點和技能要素直接融入項目教學和實驗實訓的各個環(huán)節(jié)中，讓學生在技能訓練過程中加深對專業(yè)知識和技能的理解與應用，培養(yǎng)學生的關鍵能力，滿足學生職業(yè)生涯發(fā)展的需要。
學習情境設計根據(jù)智能家居系統(tǒng)的實際工作崗位需求，以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為重點，引入具有一定代表性的行業(yè)應用項目案例，從中分解知識點作為子項目，從簡單到復雜，將該學習領域課程劃分為5個學習情境，各學習情境的教學過程以行動為導向，以學生為主體，基于工作過程加以完成，如表1所示。
教學設計以智能家居的相應子系統(tǒng)為項目，采用一體化教學模式，邊學邊做。以實際工程建設過程為切入點，選取典型工作情境，分組實施。按照情境導入、項目分析、方案制定、項目實施、小結評價5個教學環(huán)節(jié)進行教學設計。以視頻監(jiān)控項目為例進行的教學過程設計，如圖1所示。當然，項目的選取要根據(jù)各院校的實際情況（包括實驗實訓設備、專業(yè)教師能力以及合作企業(yè)等）而定。
教學方法與手段“智能家居”課程是一門理論性與實踐性相結合的課程，有些學生在此之前可能對“智能家居”知之甚少，因此授課過程中應以實際應用為主，以理論講授為輔，靈活運用多種教學模式，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學的優(yōu)勢。（1）課堂講授。要將原理和概念深入淺出地講清、講透，并引導學生逐步理解課程的重點和難點，讓學生掌握基本概念、基本理論和基本技術，但不能講得太深，夠用即可。（2）實際工程項目參觀。在課程講授過程中，可安排并帶領學生參觀相關企業(yè)的建設項目和樣板演示，目的是使學生對智能家居有感性認識。（3）實際練習。充分利用本校實驗環(huán)境，在任務驅動課程設計理念的指導下，根據(jù)實際案例，按照工作過程步驟連貫進行，使理論與實踐的結合更緊密。（4）相互評估。在學生完成相關任務后，采用小組成員間和小組間相互檢查、測試、評分的方法，讓學生了解自己的不足，相互學習，取長補短，共同進步。（5）課外閱讀指導。目前物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術及應用多樣化，但標準不統(tǒng)一，所以要鼓勵學生查閱相關的網(wǎng)絡資源和輔助文獻，以進一步拓展學生的知識面。
教學成效
從理論到實踐，變被動為主動培養(yǎng)高技能應用型人才，需要加強學生實踐操作、團隊合作等關鍵能力的培養(yǎng)，特別是對于一些課程的學習，許多學生只有在理解課程與未來工作的相關性之后，才能夠有目的、有意識地積極學習。因此，針對“智能家居”課程，應采取以實踐教學為主、以理論教學為輔的教學方式，體現(xiàn)“做中學、學中做”的思想，激發(fā)學生的學習熱情，使學生從傳統(tǒng)的“要我學”轉變?yōu)椤拔乙獙W”，從而變被動教為主動學。
形式多樣、思想開放結合每節(jié)課學習的實踐和理論知識，課后組織討論，師生座談，積極閱讀物聯(lián)網(wǎng)和智能家居方面的資料書刊，結合學生的興趣，在課程組教師的帶領下或自發(fā)地成立智能家居相關子系統(tǒng)的項目小組，如“視頻監(jiān)控小組”、“門禁系統(tǒng)小組”、“環(huán)境監(jiān)測小組”、“智能窗簾小組”等，對智能家居進行多角度的深入探討。
校企合作、提高能力在“智能家居”課程教學過程中要加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，通過到企業(yè)參觀、到工程現(xiàn)場實踐、請企業(yè)管理人員介紹系統(tǒng)建設經驗及存在問題與原因分析等方式，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，其效果主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，使學生明確自己的興趣取向及理論知識的掌握情況，為學生選擇畢業(yè)論文題目及就業(yè)方向打下良好的基礎；其二，通過參加課外參觀實踐活動，增加學生關于智能家居工程項目建設的經驗。
存在問題
第一，本課程采用分組項目教學，學生需要通過團隊協(xié)作完成相關任務，因此出現(xiàn)一些學生依賴小組其他成員完成任務的情況，需要在教學過程中加強引導。
第二，項目式教學需要更好的場地和設備，因此要完善實訓教學條件，加強互動教學模式建設，不斷改進校企合作模式。
第三，項目式教學需要更多的現(xiàn)場指導和手把手的示范，教師的工作量增加，由一個任課教師講授、指導，難免顧此失彼，因此可組織課程教學團隊，由幾個教師共同完成同一教學任務，同時引入企業(yè)人員參與部分教學，教學效果更佳。
第四，本課程涉及的知識面廣、技能復雜，如何協(xié)調好有限的教學課時與多而廣的教學內容之間的矛盾，進行適當?shù)膬热菰鰷p，是今后教學中需要不斷探討的
問題。
第五，目前關于智能家居的相關教材資料很少，能夠適合項目式教學需要的教材更是少之又少。因此編寫高職院校學生適用的“智能家居”教材非常必要，任務緊迫，與智能家居相關的技術及國家標準也在不斷改進和完善過程中，所以教材及課程內容要實時跟蹤、不斷改進。
“十二五”期間，由于物聯(lián)網(wǎng)起步伊始，智能家居行業(yè)方興未艾，而我國真正從事該行業(yè)的人才極其匱乏，智能家居行業(yè)不僅是我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的重要組成部分，也是未來社會發(fā)展的必然趨勢。可以斷定，物聯(lián)網(wǎng)技術必將不斷升級，發(fā)展成為“國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)”，國家對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的推動及智能家居行業(yè)本身巨大的市場需求和廣闊的發(fā)展空間，必將產生對該行業(yè)人才的巨大需求。
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關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術；郵政物流；商業(yè)模式
1概述
物聯(lián)網(wǎng)是使用各種信息傳感識別設備和信息處理設備形成一個廣泛的網(wǎng)絡實體[1]。在物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的連接下，它可以促使人和人的連接，人和物體的連接，物體和物體的連接。它有廣闊的發(fā)展前景，物聯(lián)網(wǎng)能夠滲透到社會生活的每個角落，改變產業(yè)結構。在它的影響下，內部產業(yè)的滲透和集成將繼續(xù)出現(xiàn)。然而這個行業(yè)仍處于早期開發(fā)階段、缺乏規(guī)模經濟,這將阻礙快速傳播和大規(guī)模的商業(yè)發(fā)展[2]。
2在郵政物流領域內物聯(lián)網(wǎng)的應用
物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)在不同地方的實時跟蹤和無紙化交易。郵政物流信息系統(tǒng)可以在重點公路上的貨物集裝箱及航空公司等安裝電子標簽，當集裝箱及航空公司接收到電子標簽信號,再由GPS和GIS發(fā)送給物流信息系統(tǒng),信息數(shù)據(jù),實現(xiàn)實時跟蹤過程中貨物訂購,運輸、儲存和交付[3]。我們可以預見到,物聯(lián)網(wǎng)很明顯將成為一個改變郵政物流領域偉大的的操作方式,可以實現(xiàn)更好的跟蹤、管理和調整貨物集裝箱、行李和表達等等提高工作效率和服務水平。相比傳統(tǒng)的物流公司,物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢:增加郵政物流交付中心的吞吐量,降低設備運行費用,減少浪費客戶商品和不合邏輯的費用以提高公司的利益；縮短收發(fā)轉換,和交付存儲的過程、修改檢查質量,并保存人力資源實現(xiàn)自動工作；實現(xiàn)灌裝無紙化形式,因此,它可以從提高填充效率,從人類的錯誤中減少錯誤。
3在郵政物流領域內物聯(lián)網(wǎng)對商業(yè)模式的建設和影響
郵政物流需要新的商業(yè)模式，此時溝通運營商將發(fā)揮關鍵作用，通信運營商有一個巨大的用戶資源和網(wǎng)絡基礎,他們可以提供無所不在的網(wǎng)絡和服務網(wǎng)絡支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。從而先進的通信網(wǎng)絡和成功的運行經驗會為郵政物流領域的物聯(lián)網(wǎng)技術提供一個堅實的基礎。在這個新的商業(yè)模式中,通信運營商和系統(tǒng)集成商將發(fā)揮優(yōu)勢和相互合作。系統(tǒng)集成商負責郵政物流的發(fā)展信息平臺硬件和軟件的支持,而通信運營商負責郵政物流信息平臺建設,網(wǎng)絡操作和維護、業(yè)務推廣、賬單費用。這個模型允許企業(yè)之間最大化的整體效率,實現(xiàn)企業(yè)的資源共享、利潤增加、成本降低、服務水平,大大增強企業(yè)的競爭力。它還為郵政物流提供高質量的服務,它是下游產業(yè)鏈的企業(yè)客戶群體,同時間接地提高了自己的行業(yè)競爭力。物聯(lián)網(wǎng)技術用通信運營商和系統(tǒng)集成商轉變成郵政物流企業(yè)業(yè)務流程以實現(xiàn)合理的組合和高效的生產使用因素,減少運營成本,產生巨大直接經濟效益。與此同時,物聯(lián)網(wǎng)技術仍處于發(fā)展階段,成本太高將阻礙一些公司的發(fā)展。因此,作為郵政物流,它可以制定合適的價格策略。郵政物流領域關于物聯(lián)網(wǎng)應用的工業(yè)供應鏈有兩個流向:一個是物流,從芯片商開始,以結束用戶。這是一個單向流動,追求快速度,短距離、低成本;另一種是支付流程,這是貨幣流通的流動形成。支付流動是單向流動從最終用戶到芯片商人,目標是精度,快速和無對手的[4]。物聯(lián)網(wǎng)技術應用有效地解決了郵政邏輯系統(tǒng)系統(tǒng)整合的問題,提高公司工作效率,對商業(yè)模式產生了深刻的影響。
4結論
作為一種新技術,物聯(lián)網(wǎng)目前在中國處于初始發(fā)展階段。為了達到人與人、人與對象、對象和人、對象和對象之間的互操作,,我們必須建立一個基于需求和對各方相關產業(yè)鏈都有好處的合理的業(yè)務模型。本文集中于郵政物流領域的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新是先進技術和郵政物流行業(yè)充分整合的結果。開放和合作是提升物聯(lián)網(wǎng)的基礎,所以我們要在政府的大力支持下在郵政物流供應鏈領域里需要物聯(lián)網(wǎng)技術的那部分共同促進物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。并建立一個共贏的商業(yè)模式,所以這個新興產業(yè)才能在世界上處于真正的領先地位,并發(fā)揮中國信息工業(yè)建設的重要作用。
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